КЛАССИФИКАЦИЯ

Катанка – горячекатанная проволока чаще круглого сечения диаметром от 5 до 10 мм, получаемая волочением на специальных проволочных или комбинированных проволочно-сортовых станах.

Катанка диаметром 5,0; 5,5; 6,0; 6,3; 6,5; 7,0; 8,0 и 9,0 мм и более, по согласованию изготовителя с потребителем, (ГОСТ 30136-95) производится из углеродистой стали обыкновенного качества марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3 всех степеней раскисления (ГОСТ 380) для перетяжки на проволоку и других целей. В зависимости от способа изготовления катанка классифицируется:

  • по точности прокатки катанку изготавливают: Б – повышенной точности; В – обычной точности.
  • по способу охлаждения: ВО – охлаждение на воздухе; УО1 – одностадийное охлаждение; УО2 – двухстадийное охлаждение.

Диаметры катанки, предельные отклонения по Ø, площади поперечного сечения и масса одного метра длины должны соответствовать ГОСТ 2590. Овальность катанки не должна превышать 50% суммы предельных отклонений по диаметру. Изготавливается  катанка в мотках,  массой от 50 кг.

Поверхность катанки должна быть без раскатных трещин, прокатных плен, закатов, усов и раскатных загрязнений. Не допускаются отпечатки, рябизна, раскатные пузыри и риски, отдельные мелкие плены, выводящие размеры катанки за предельные отклонения по диаметру; не допускаются остатки усадочной раковины. Масса окалины не должна превышать: для УО1 – 18 кг/т, для УО2 – 10 кг/т; для ВО – не регламентируется.

Механические свойства катанки и относительное сужение должны соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1

Марка   стали

Ϭв,   Мпа (кгс/мм2), не более

Ψ,   % не менее

УО1,   ВО

УО2

УО1,   ВО

УО2

Ст0   с массовой долей углерода до 0,12%

420   (43)

470   (48)

68

66

Ст0   с массовой долей углерода свыше 0,12%

60

58

Ст1кп,   Ст1пс,Ст1сп

420   (43)

470   (48)

68

66

Ст2кп,   Ст2пс,Ст1сп

420   (43)

470   (48)

60

60

Ст3кп,   Ст3пс,Ст3сп

490   (50)

540   (55)

60

60

Масса окалины определяется по методике экспрессного определения количества окалины на катанке, подвергнутой одно- и двухстадийному регулируемому охлаждению. Суть метода состоит в удалении окалины с образца путем растворения ее в травильном растворе с защитой основного металла ингибиторами. Среднюю массу окалины вычисляют по формуле:

А =  ((m1-m2)/m2)·1000,

где m1-первоначальная масса образцов, г.; m2-масса образцов после травления, г.

Расчетную массу окалины на поверхности катанки Ар, кг/т, вычисляют по формуле:

Ар = К·А,

где К – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения окалины по длине мотка;

К=1,0 для катанки, подвергнутой двухстадийному охлаждению; К=2,5 для катанки, подвергнутой двухстадийному охлаждению.

Результат расчета массы окалины округляют до целого.

КАТАНКА ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 Область применения катанки очень широка, что подтверждается стабильным спросом на этот материал в промышленности и строительстве. Катанка используется для армирования бетонных конструкций, из нее производят арматурную сетку, решетки. Катанка служит основой для производства проводов и кабелей, винтов и гвоздей, стальных канатов и пружин и пр. Проволока, полученная из катанки, всегда актуальна в области электроснабжения и коммуникаций (проволока для телеграфа, электропровода и пр.). Катанка из углеродистой стали малого диаметра активно применяется для изготовления электродов, сварочной проволоки, строительных канатов и упаковки различных товаров (таблица 2). 

Таблица 2

Назначение

Марка стали

Нормативный документ

Перетяжка на проволоку и др. цели

Ст-0, Ст1-Ст3 (всех степеней раскисления)

ГОСТ 30136-95

Проволока   из высокоуглеродистой стали

45-85

ГОСТ   7372-79 (канатная)

ГОСТ   7348-81 (ЖБК)

ГОСТ   9389-75 (пружинная)

ГОСТ   3110-74 (спитцевая)

Производство стальных канатов

30-85, 60Г-70Г

ГОСТ 3241-91

Производство металлокорда

70корд-85корд

ГОСТ 14311-85

Производство арматуры ХДА класса В-500С

1сп-2сп

ГОСТ Р 52544-2006

Производство сварочной проволоки и   электродов из низколегированной стали

Св-08, св-08А, св08-АА, св-08ГА и др.

ГОСТ 2246-70

Производство сварочной проволоки и   электродов из легированной стали

Св-08Г2С и др.

ГОСТ 2246-70

ОЧИСТКА КАТАНКИ ОТ ОКАЛИНЫ

При производстве горячекатаной проволоки, неизбежным является образование вторичной окалины, происходящее во время охлаждения после воздействия высоких температур в процессе прокатки. В применении на практике существует несколько видов удаления окалины: химический и электрохимический способы (травление); механический способ (процесс знакопеременного изгиба, дробеструйная обработка, процесс обдува воздухом с абразивом); в ряде случаев при удалении окалины используются комбинированные методы. Также ведутся научно-исследовательские разработки по применению метода низкотемпературной плазменной очистки.

ОБРАЗОВАНИЕ И СОСТАВЛЯЮЩИЕ ВТОРИЧНОЙ ОКАЛИНЫ

Образование   окалины является сложным    физико-химическим процессом и зависит, в основном,  от следующих факторов: температуры   прокатки; условий охлаждения проволоки, расположения катанки в мотке.

При   окислении поверхности железа на диаграмме состояния Fe-O образуются три фазы: FeO (вюстит), Fe2O3 (гематит), Fe3O4 (магнетит), процентное   соотношение которых также зависит от производственных условий.

На рисунке   приведена схема образования слоев окалины – окислов железа на поверхности   основы (рис.1).

Рисунок 1

 Рассмотрим подробнее способы удаления вторичной окалины:

1. Травление

1.1. Химическое травление – широко применяемый эффективный, но экологически вредный способ удаления окалины. Процесс происходит методом погружения катанки в травильные  ванны с кислотами (обычно применяются серная или соляная).

2.2. Электрохимическое травление – основано на растворимости железных окислов при анодной и катодной реакциях. Способ является распространенным, но не экологически чистым методом, хотя долгое время использовался как основной способ удаления окалины.

Окалина хорошо подвергается травлению, если: – слой состоит по большей части из вюстита и в меньшей из гематита; –  имеется большое количество трещин;  – имеется плохая адгезия с железной основой; – имеется тонкий слой окалины.

2.Механические способы

В последнее время эти способы чаще используется, т.к. является более экологически чистыми, чем травление.

2.1. Процесс знакопеременного изгиба – основан хрупкости окалины и, как следствие, на применении деформации растяжения и сжатия (изгиб-обратный изгиб проволоки), которая достигается использованием большого числа роликов в окалиноломателях; после прохождения которых используется дополнительная очистка катанки в узлах щеточной очистки или ленточной очистки.

2.2. Дробеструйная обработка – удаление окалины происходит при обработке на специальном оборудовании – дробеметах, где применяется стальная дробь размером до 0,3 мм. Дробеметы являются как составным элементом волочильных линий, так и отдельным агрегатом; используются для широкого спектра металлических материалов. С их применением достигается высокое качество очистки.

2.3. Обдув воздухом с абразивом – обработка поверхности катанки струей сжатого воздуха с абразивом (песком, оксидом алюминия и т.д.); при одновременном использовании воды процесс носит название – абразивно-струйной обработки.

Окалина        легче   удаляется  механическими  способами, если она  имеет  следующие  характеристики:   – толщина  с малым количеством трещин; – превращение в магнетит не происходит; – плохая адгезия окалины к железной основе.

 

СМАЗКИ. ПОДСМАЗОЧНЫЙ СЛОЙ. 

Наличие смазки в процессе волочения является обязательным технологическим условием, так как в результате деформации, сопровождающейся высокими давлениями и температурами, происходит расширение поверхности заготовки и, необходимо уменьшение сил трения, снижение температуры в очаге деформации,  исключение сухого трения и избежание схватывания волок и металла. Выбор смазки зависит от условий волочения; одним из важных факторов является коэффициент динамической вязкости при соответствующих термомеханических параметрах, а также химическая стабильность смазки. Смазки подразделяются по агрегатному состоянию на сухие (твердые, порошкообразные), полужидкие и жидкие (эмульсии).

Твердые смазки – покрытия, которые после нанесения на поверхность заготовки затвердевают, образуя на ней тончайшие смазочные пленки высокой прочности.

Порошкообразные смазки – мыльные порошки: соединения щелочных и щелочноземельных металлов (натрий, кальций, калий) с жирными кислотами. Должны иметь определенный гранулометрический состав  и быть просушенными.

Жидкие смазки (эмульсии) – смеси специальных минеральных или растительных масел с дистиллированной водой в определенной пропорции с добавлением поверхностно активных веществ (ПАВ). В эмульсии могут добавляться присадки, улучшающие эксплуатационные свойства. Температура эмульсии является важным фактором при производстве (при низких температурах – склонны к развитию бактерий, а при высоких – к расслаиванию). Имеют высокую охлаждающую способность.

Для качественного нанесения смазки в очаге деформации создается подслой (подсмазочный слой), который хорошо смачивается смазкой, наносится на поверхность металла после удаления окалины и промывки, обеспечивает совместно со смазкой снижение трения при волочении , предотвращает прилипание металла к поверхности рабочей зоны волок.

Виды подсмазочного слоя:

  •  Желтение  (томление или ржавление). Поверхность проволоки опрыскивается водой в специальном баке, в результате чего на поверхности проволоки происходит окисление и образуется соединение зеленоватого цвета – Fe(OH)2, переходящее под воздействием кислорода в Fe(OH)3, желто-коричневого цвета.
  • Омеднение. Нанесение контактным методом или методом погружения на поверхность проволоки слоя меди. Не допускается для проволоки с длительной эксплуатацией (например, канатной), т.к. может вызывать ускоренную коррозию в местах нарушения сплошности медного покрытия.
  • Фосфатирование – образование на поверхности проволоки микропористой пленки нерастворимых в воде фосфорнокислых солей различных металлов. Качество такого покрытия зависит от его толщины (массы) и размеров кристаллов фосфата.
  • Оксалатирование – нанесение на поверхность проволоки солей щавелевой кислоты, при этом происходит растворение поверхности стали с одновременным отложением на ней оксалата железа. Применяется при обработке высоколегированных и нержавеющих сталей.
  • Известкование. Осуществляется несколькими одноминутными погружениями проволоки в горячий водный раствор гашеной извести. Нейтрализует остатки кислотных растворов после промывки.
  • Бурирование – покрытие поверхности металла бурой, образующей не гигроскопичную пленку, что обеспечивает хранение  проволоки без ржавления перед волочением.  Пленка буры является хорошим флюсом, что позволяет без предварительной очистки сваривать концы проволоки.
  • Остекление – применяют после желтения, меднения и фосфатирования взамен известкования. Проводится в водном растворе жидкого стекла, нейтрализует остатки растворов кислоты. Недостатком способа является трудность волочения на жидких смазках, гигроскопичность и отрицательное воздействие на процесс горячего оцинкования.

Источник: www.prometizy.net